John Archibald Wheeler

John Archibald Wheeler (9. Juli 1911 – 13. April 2008) ^{[ 1 ]} war ein US-amerikanischer theoretischer Physiker . Er trug maßgeblich dazu bei, das Interesse an der allgemeinen Relativitätstheorie in den Vereinigten Staaten nach dem Zweiten Weltkrieg wiederzubeleben . Wheeler arbeitete auch mit Niels Bohr zusammen , um die Grundprinzipien der Kernspaltung zu erklären . Gemeinsam mit Gregory Breit erforschte Wheeler die Erzeugung von Positron-Elektron-Paaren durch die Kollision zweier Photonen, den heute als Breit-Wheeler-Prozess bekannten Vorgang . Er popularisierte den Begriff „ Schwarzes Loch “ ^{[ 2 ]} zur Beschreibung der von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten, gravitativ vollständig kollabierten Objekte. Er prägte außerdem die Begriffe „ Quantenschaum “, „ Neutronenmoderator “, „ Wurmloch “ und „aus Bit“ ^{[ 3 ]} und stellte die Hypothese eines „ Ein-Elektronen-Universums “ auf. Stephen Hawking nannte Wheeler den „Helden der Geschichte der Schwarzen Löcher“. ^{[ 4 ]}

Mit 21 Jahren promovierte Wheeler an der Johns Hopkins University unter der Betreuung von Karl Herzfeld . Dank eines Stipendiums des National Research Council forschte er bei Breit und Bohr . 1939 arbeitete er mit Bohr an einer Reihe von Veröffentlichungen, in denen er mithilfe des Tröpfchenmodells den Spaltungsmechanismus erklärte. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er im Metallurgischen Labor des Manhattan-Projekts in Chicago, wo er an der Entwicklung von Kernreaktoren mitwirkte , und anschließend im Hanford-Werk in Richland, Washington , wo er DuPont beim Bau dieser Reaktoren unterstützte. Nach dem Krieg kehrte er nach Princeton zurück, trat aber Anfang der 1950er-Jahre wieder in den Staatsdienst ein, um an der Entwicklung und dem Bau der Wasserstoffbombe mitzuwirken . Er und Edward Teller waren die wichtigsten zivilen Befürworter von thermonuklearen Waffen. ^{[ 5 ]}

Den größten Teil seiner Karriere war Wheeler Professor für Physik an der Princeton University , der er 1938 beitrat und an der er bis 1976 blieb. In Princeton betreute er 46 Doktoranden, mehr als jeder andere Physikprofessor.

Wheeler verließ Princeton im Alter von 65 Jahren. 1976 wurde er zum Direktor des Zentrums für Theoretische Physik an der Universität von Texas in Austin ernannt und blieb bis zu seiner Pensionierung 1986 in dieser Position . Gemeinsam mit Kip Thorne und Charles Misner verfasste er das Lehrbuch zur allgemeinen Relativitätstheorie „Gravitation“ .

Wheeler wurde am 9. Juli 1911 in Jacksonville, Florida , als Sohn der Bibliothekare Joseph L. Wheeler und Mabel Archibald (Archie) Wheeler geboren. ^{[ 6 ]} Er war das älteste von vier Kindern. Sein Bruder Joseph promovierte an der Brown University und erwarb einen Master in Bibliothekswissenschaften an der Columbia University . Sein Bruder Robert promovierte in Geologie an der Harvard University und arbeitete als Geologe für Ölkonzerne und verschiedene Hochschulen. Seine Schwester Mary studierte Bibliothekswissenschaften an der University of Denver und wurde ebenfalls Bibliothekarin. ^{[ 7 ]} Die Familie wuchs in Youngstown, Ohio , auf , verbrachte aber von 1921 bis 1922 ein Jahr auf einer Farm in Benson, Vermont , wo Wheeler eine einklassige Dorfschule besuchte . Nach ihrer Rückkehr nach Youngstown besuchte er die Rayen High School . ^{[ 8 ]}

Nach seinem Abschluss am Baltimore City College im Jahr 1926 ^{[ 9 ]} begann Wheeler sein Studium an der Johns Hopkins University mit einem Stipendium des Bundesstaates Maryland . ^{[ 10 ]} Seine erste wissenschaftliche Arbeit veröffentlichte er 1930 im Rahmen eines Sommerjobs beim National Bureau of Standards . ^{[ 11 ]} 1933 promovierte er. Seine Dissertation, die er unter der Betreuung von Karl Herzfeld anfertigte , befasste sich mit der „Theorie der Dispersion und Absorption von Helium“. ^{[ 12 ]} Er erhielt ein Stipendium des National Research Council , mit dem er 1933 und 1934 bei Gregory Breit an der New York University ^{[ 13 ]} und anschließend 1934 und 1935 in Kopenhagen bei Niels Bohr forschte. ^{[ 14 ]} In einer Veröffentlichung von 1934 stellten Breit und Wheeler den Breit-Wheeler-Prozess vor , einen Mechanismus, durch den Photonen potenziell in Materie in Form von Elektron - Positron -Paaren umgewandelt werden können. ^{[ 10 ] [ 15 ]}

Die University of North Carolina in Chapel Hill ernannte Wheeler 1937 zum außerordentlichen Professor, doch er wollte enger mit Experten der Teilchenphysik zusammenarbeiten. ^{[ 16 ]} 1938 lehnte er ein Angebot für eine außerordentliche Professur an der Johns Hopkins University ab und nahm stattdessen eine Assistenzprofessur an der Princeton University an . Obwohl es sich um eine weniger angesehene Position handelte, hielt er Princeton, das gerade seinen Fachbereich Physik ausbaute, für die bessere Wahl für seine Karriere. ^{[ 17 ]} Er blieb bis 1976 Mitglied der Fakultät. ^{[ 18 ]}

In seiner 1937 erschienenen Arbeit „Zur mathematischen Beschreibung leichter Atomkerne mittels der Methode der resonanten Gruppenstruktur“ führte Wheeler die S-Matrix – kurz für Streumatrix – ein, eine unitäre Koeffizientenmatrix, die das asymptotische Verhalten einer beliebigen partikulären Lösung [der Integralgleichungen] mit dem von Lösungen in Standardform verknüpft. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Wheeler verfolgte diese Idee nicht weiter, doch in den 1940er Jahren entwickelte Werner Heisenberg die S-Matrix zu einem wichtigen Werkzeug der Elementarteilchenphysik weiter . ^{[ 19 ]}

1938 untersuchte Wheeler gemeinsam mit Edward Teller Bohrs Tröpfchenmodell des Atomkerns ^{[ 21 ]} und präsentierte seine Ergebnisse auf einer Tagung der American Physical Society in New York. Wheelers Doktorandin Katharine Way aus Chapel Hill stellte ebenfalls eine Arbeit vor, die sie in einem späteren Artikel weiter ausführte und in der sie detailliert darlegte, wie das Tröpfchenmodell unter bestimmten Bedingungen instabil ist. Aufgrund einer Einschränkung des Tröpfchenmodells verpassten sie alle die Chance, die Kernspaltung vorherzusagen . ^{[ 22 ] [ 23 ]} 1939 brachte Bohr die Nachricht von Lise Meitners und Otto Frischs Entdeckung der Kernspaltung nach Amerika. Bohr informierte Leon Rosenfeld , der wiederum Wheeler unterrichtete. ^{[ 17 ]}

Bohr und Wheeler machten sich daran, das Tröpfchenmodell anzuwenden, um den Mechanismus der Kernspaltung zu erklären. ^{[ 24 ]} Bei ihren experimentellen Untersuchungen der Kernspaltung stießen die Physiker auf rätselhafte Ergebnisse. George Placzek fragte Bohr, warum Uran sowohl mit sehr schnellen als auch mit sehr langsamen Neutronen zu spalten schien . Auf dem Weg zu einem Treffen mit Wheeler hatte Bohr die Erkenntnis, dass die Spaltung bei niedrigen Energien auf das Uran-235- Isotop zurückzuführen war , während sie bei hohen Energien hauptsächlich durch das weitaus häufigere Uran-238 -Isotop verursacht wurde. ^{[ 25 ]} Sie verfassten gemeinsam zwei weitere Arbeiten zur Kernspaltung. ^{[ 26 ] [ 27 ]} Ihre erste Arbeit erschien am 1. September 1939 in der Fachzeitschrift Physical Review , dem Tag, an dem Deutschland in Polen einmarschierte und damit den Zweiten Weltkrieg auslöste . ^{[ 28 ]}

Ausgehend von der Vorstellung, dass Positronen Elektronen seien, die rückwärts durch die Zeit reisen, entwickelte Wheeler 1940 sein Ein-Elektronen-Universum- Postulat: Es gäbe tatsächlich nur ein einziges Elektron, das in der Zeit hin und her springe. Sein Doktorand Richard Feynman konnte dies zunächst kaum glauben, doch die Idee, dass Positronen Elektronen seien, die rückwärts durch die Zeit reisen, faszinierte ihn, und Feynman integrierte die Idee der Umkehrbarkeit der Zeit in seine Feynman-Diagramme . ^{[ 29 ]}

Kurz nach dem japanischen Angriff auf Pearl Harbor , der die USA in den Zweiten Weltkrieg eintreten ließ, nahm Wheeler eine Einladung von Arthur Compton an, dem Metallurgischen Labor des Manhattan-Projekts an der Universität Chicago beizutreten . Er wechselte im Januar 1942 dorthin ^{[ 28 ]} und schloss sich der Arbeitsgruppe von Eugene Wigner an, die sich mit der Konstruktion von Kernreaktoren befasste . ^{[ 30 ]} Gemeinsam mit Robert F. Christy verfasste er eine Arbeit über die „Kettenreaktion reiner spaltbarer Materialien in Lösung“, die für die Plutoniumreinigung von Bedeutung war . ^{[ 31 ]} Sie wurde im Dezember 1955 freigegeben. ^{[ 32 ]} Er gab dem Neutronenmoderator seinen Namen und ersetzte damit Enrico Fermis Begriff „Slower Downer“. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

Nachdem das United States Army Corps of Engineers das Manhattan-Projekt übernommen hatte, wurde DuPont mit der detaillierten Planung und dem Bau der Reaktoren beauftragt. ^{[ 35 ]} Wheeler wurde Teil des Konstruktionsteams von DuPont. ^{[ 36 ]} Er arbeitete eng mit den Ingenieuren zusammen und pendelte zwischen Chicago und Wilmington, Delaware , dem Hauptsitz von DuPont. Im März 1943 zog er mit seiner Familie nach Wilmington. ^{[ 37 ]} DuPonts Aufgabe bestand darin, nicht nur Kernreaktoren, sondern einen kompletten Plutoniumproduktionskomplex auf dem Hanford-Gelände in Washington zu errichten . ^{[ 38 ]} Im Zuge des Baufortschritts zog Wheeler im Juli 1944 mit seiner Familie erneut um, diesmal nach Richland, Washington , wo er in den Wissenschaftsgebäuden des sogenannten 300-Bereichs arbeitete . ^{[ 31 ] [ 37 ]}

Schon vor der Inbetriebnahme des B-Reaktors , des ersten von drei Reaktoren im Hanford-Werk, am 15. September 1944, hatte Wheeler Bedenken geäußert, dass einige Spaltprodukte radioaktive Gifte enthalten könnten . Deren Anreicherung würde die laufende nukleare Kettenreaktion behindern , indem sie viele der für deren Fortsetzung notwendigen thermischen Neutronen absorbieren würde. ^{[ 39 ]} In einem Bericht vom April 1942 prognostizierte er, dass dies die Reaktivität um weniger als ein Prozent reduzieren würde, solange kein Spaltprodukt einen Neutroneneinfangquerschnitt von mehr als 100.000 Barn aufwies . ^{[ 40 ]} Nachdem der Reaktor unerwartet abgeschaltet und etwa 15 Stunden später ebenso unerwartet wieder in Betrieb genommen worden war, vermutete er Jod-135 mit einer Halbwertszeit von 6,6 Stunden und dessen Folgeprodukt Xenon-135 mit einer Halbwertszeit von 9,2 Stunden als mögliche Ursachen. Es stellte sich heraus, dass Xenon-135 einen Neutroneneinfangquerschnitt von weit über zwei Millionen Barn aufwies. Das Problem wurde durch die Zugabe weiterer Brennstoffportionen behoben, um das Gift auszubrennen. ^{[ 41 ]}

Wheeler hatte einen persönlichen Grund, am Manhattan-Projekt mitzuarbeiten. Sein Bruder Joe, der in Italien kämpfte, schickte ihm eine Postkarte mit der kurzen Botschaft: „Beeil dich!“ ^{[ 42 ]} Es war bereits zu spät: Joe fiel im Oktober 1944. „Wir waren so nah dran“, schrieb Wheeler später, „eine Atomwaffe zu entwickeln, die den Krieg beendet hätte. Ich konnte damals nicht aufhören zu denken, und denke es seither immer wieder, dass der Krieg im Oktober 1944 hätte vorbei sein können.“ ^{[ 41 ]} Joe hinterließ eine Witwe und eine kleine Tochter, Mary Jo, die später den Physiker James Hartle heiratete . ^{[ 43 ]}

Im August 1945 kehrten Wheeler und seine Familie nach Princeton zurück, wo er seine akademische Laufbahn fortsetzte. ^{[ 44 ]} In Zusammenarbeit mit Feynman erforschte er die Möglichkeit einer Physik mit Teilchen, nicht aber mit Feldern, und führte mit Jayme Tiomno theoretische Studien zum Myon durch. ^{[ 45 ]} Daraus resultierte eine Reihe von Veröffentlichungen zu diesem Thema. ^{[ 46 ] [ 47 ]} Eine davon, eine Arbeit aus dem Jahr 1949, führte Tiomno zusammen mit Wheeler das „Tiomno-Dreieck“ ein, welches verschiedene Formen des radioaktiven Zerfalls miteinander in Beziehung setzt. ^{[ 48 ]} Er schlug außerdem die Verwendung von Myonen als nukleare Sonde vor. Diese Arbeit, die 1949 verfasst und intern verbreitet, aber erst 1953 veröffentlicht wurde, ^{[ 49 ]} führte zu einer Reihe von Messungen der von Myonen emittierten Chang-Strahlung. Myonen sind ein Bestandteil der kosmischen Strahlung , und Wheeler wurde Gründer und erster Direktor des Cosmic Rays Laboratory in Princeton, das 1948 vom Office of Naval Research einen Zuschuss in Höhe von 375.000 US-Dollar erhielt. ^{[ 50 ]} Wheeler erhielt 1946 ein Guggenheim-Stipendium , ^{[ 51 ]} das ihm einen Forschungsaufenthalt im akademischen Jahr 1949/50 in Paris ermöglichte. ^{[ 52 ]}

Die Zündung der Atombombe Joe-1 durch die Sowjetunion im Jahr 1949 veranlasste die Vereinigten Staaten unter der Führung von Teller zu umfassenden Anstrengungen zur Entwicklung der noch stärkeren Wasserstoffbombe . Henry D. Smyth , Wheelers Abteilungsleiter in Princeton, bat ihn, sich an diesem Projekt zu beteiligen. Die meisten Physiker, wie auch Wheeler, versuchten, ihre durch den Krieg unterbrochenen Karrieren wiederaufzunehmen und zögerten, sich weiteren Störungen auszusetzen. Andere hatten moralische Bedenken. ^{[ 53 ]} Zu denjenigen, die ihre Teilnahme zusagten, gehörten Emil Konopinski , Marshall Rosenbluth , Lothar Nordheim und Charles Critchfield . Im Los Alamos Laboratory gab es inzwischen auch eine Gruppe erfahrener Waffenphysiker unter der Leitung von Norris Bradbury . ^{[ 54 ] [ 55 ]} Nach einem Gespräch mit Bohr sagte Wheeler zu, nach Los Alamos zu gehen. ^{[ 53 ]} Zwei seiner Doktoranden aus Princeton, Ken Ford und John Toll , begleiteten ihn dorthin. ^{[ 56 ]}

In Los Alamos zogen Wheeler und seine Familie in das Haus in der „ Badewannenreihe “, das Robert Oppenheimer und seine Familie während des Krieges bewohnt hatten. ^{[ 57 ]} 1950 gab es noch keinen praktikablen Entwurf für eine Wasserstoffbombe. Berechnungen von Stanisław Ulam und anderen zeigten, dass Tellers „Klassische Superbombe“ nicht funktionieren würde. Teller und Wheeler entwickelten einen neuen Entwurf namens „Wecker“, der jedoch keine echte thermonukleare Waffe war. Erst im Januar 1951 legte Ulam einen funktionsfähigen Entwurf vor . ^{[ 58 ]}

1951 erhielt Wheeler Bradburys Erlaubnis, eine Zweigstelle des Los Alamos-Labors in Princeton zu gründen, bekannt als Projekt Matterhorn . Dieses Projekt bestand aus zwei Teilen: Matterhorn S (für Stellarator , ein weiterer von Wheeler geprägter Name) unter Lyman Spitzer erforschte die Kernfusion als Energiequelle. Matterhorn B (für Bombe) unter Wheelers Leitung betrieb Atomwaffenforschung. Da die leitenden Wissenschaftler desinteressiert und distanziert blieben, besetzte Wheeler das Projekt mit jungen Doktoranden und Postdoktoranden. ^{[ 59 ]} Die Bemühungen von Matterhorn B gipfelten im Erfolg des Atomtests „Ivy Mike“ am 1. November 1952 auf dem Enewetak-Atoll im Pazifik, ^{[ 60 ] [ 59 ]} den Wheeler selbst miterlebte. Die Sprengkraft der „Sausage“-Bombe von Ivy Mike wurde auf 10,4 Megatonnen TNT (44  PJ ) geschätzt , etwa 30 Prozent höher als von Matterhorn B berechnet. ^{[ 61 ]}

Im Januar 1953 war Wheeler in einen Sicherheitsverstoß verwickelt, als er während einer nächtlichen Zugfahrt ein streng geheimes Dokument über Lithium-6 und den Entwurf der Wasserstoffbombe verlor. ^{[ 62 ] [ 63 ]} Dies führte zu einer offiziellen Rüge. ^{[ 64 ]}

Matterhorn B wurde stillgelegt, Matterhorn S besteht jedoch als Princeton Plasma Physics Laboratory fort . ^{[ 59 ]}

Nach Abschluss seiner Arbeiten am Matterhorn-Projekt setzte Wheeler seine akademische Laufbahn fort. In einer Veröffentlichung von 1955 untersuchte er theoretisch das Geon , eine elektromagnetische oder Gravitationswelle, die durch die Anziehungskraft ihres eigenen Feldes in einem begrenzten Bereich zusammengehalten wird . Er prägte den Namen als Kurzform von „gravitative elektromagnetische Entität“. ^{[ 65 ]} Er fand heraus, dass das kleinste Geon ein Toroid von der Größe der Sonne, aber millionenfach schwerer, war . Später zeigte er, dass Geonen instabil sind und sich, sollten sie sich jemals bilden, schnell selbst zerstören würden. ^{[ 66 ]}

In den 1950er Jahren formulierte Wheeler die Geometrodynamik , ein Programm zur physikalischen und ontologischen Reduktion aller physikalischen Phänomene, wie Gravitation und Elektromagnetismus , auf die geometrischen Eigenschaften einer gekrümmten Raumzeit. Seine Forschungen zu diesem Thema wurden 1957 und 1961 veröffentlicht. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Wheeler stellte sich das Gefüge des Universums als chaotische subatomare Sphäre von Quantenfluktuationen vor , die er als „ Quantenschaum “ bezeichnete. ^{[ 65 ] [ 69 ]}

Die allgemeine Relativitätstheorie galt lange als weniger angesehenes Gebiet der Physik, da sie wenig mit Experimenten zu tun hatte. Wheeler spielte eine Schlüsselrolle bei ihrer Wiederbelebung und leitete die Schule in Princeton, während Dennis William Sciama und Jakow Borissowitsch Seldowitsch das Fachgebiet an der Universität Cambridge bzw. der Universität Moskau weiterentwickelten. Wheeler und seine Schüler leisteten während des Goldenen Zeitalters der allgemeinen Relativitätstheorie bedeutende Beiträge zu diesem Gebiet . ^{[ 70 ]}

Während seiner Arbeit an mathematischen Erweiterungen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie im Jahr 1957 führte Wheeler den Begriff „ Wurmloch “ ein , um hypothetische „Tunnel“ in der Raumzeit zu beschreiben . Bohr fragte, ob diese stabil seien, und weitere Forschungen von Wheeler ergaben, dass dies nicht der Fall ist. ^{[ 71 ] [ 72 ]} Zu seinen Arbeiten in der allgemeinen Relativitätstheorie gehörte auch die Theorie des Gravitationskollapses. Er verwendete den Begriff „Schwarzes Loch“ 1967 in einem Vortrag am Goddard Institute of Space Studies (GISS) der NASA, ^{[ 73 ]} obwohl dieser bereits Anfang des Jahrzehnts verwendet worden war. ^{[ a ]}

Er verwendete es in einem Vortrag von 1967 für die American Association for the Advancement of Science mit dem Titel „Unser Universum, bekannt und unbekannt“:

Aufgrund des immer schnelleren Einfallswinkels entfernt sich die Oberfläche des implodierenden Sterns immer rascher vom entfernten Beobachter. Das Licht verschiebt sich ins Rote. Es wird Millisekunde für Millisekunde schwächer und ist in weniger als einer Sekunde zu dunkel, um es noch zu sehen. Der Stern verschwindet, wie die Grinsekatze , aus dem Blickfeld. Der eine hinterlässt nur sein Grinsen, der andere nur seine Gravitationskraft. Gravitationskraft, ja; Licht, nein. … Darüber hinaus tragen Licht und Teilchen, die von außen einfallen und in das Schwarze Loch eindringen, nur zu seiner Masse bei und verstärken seine Gravitationskraft. ^{[ 75 ]}

Wheeler sagte, der Begriff sei ihm während einer Vorlesung vorgeschlagen worden, als ein Zuhörer es leid war, Wheeler immer wieder „gravitativ vollständig kollabiertes Objekt“ sagen zu hören. Wheeler war auch ein Pionier auf dem Gebiet der Quantengravitation , da er 1967 zusammen mit Bryce DeWitt die Wheeler-DeWitt-Gleichung entwickelte. ^{[ 76 ]} Stephen Hawking bezeichnete später Wheelers und DeWitts Arbeit als die Gleichung, die die „ Wellenfunktion des Universums“ beschreibt. ^{[ 77 ]}

Wheeler verließ Princeton 1976 im Alter von 65 Jahren. Im selben Jahr wurde er zum Direktor des Zentrums für Theoretische Physik an der Universität von Texas in Austin ernannt und blieb bis zu seiner Pensionierung 1986 ^{[ 18 ]} und dem Erhalt des Professorentitels emeritus ^{[ 78 ]} . Misner, Thorne und Wojciech Zurek , allesamt ehemalige Studenten Wheelers, schrieben:

Viele Quanteninformationswissenschaftler betrachten Wheeler, der zehn Jahre in Texas verbrachte, heute – neben Rolf Landauer von IBM – als einen der Pioniere ihres Fachgebiets. Dies lag jedoch nicht daran, dass Wheeler bahnbrechende Forschungsarbeiten zur Quanteninformation verfasst hätte. Das tat er nicht – mit einer wichtigen Ausnahme: seinem Experiment zur verzögerten Wahl. Seine Rolle bestand vielmehr darin, durch tiefgründige Fragen aus einer radikal konservativen Perspektive zu inspirieren und so die Forschung und Entdeckungen anderer anzuregen. ^{[ 79 ]}

Wheelers Gedankenexperiment mit verzögerter Wahl beschreibt eine Reihe von Gedankenexperimenten in der Quantenphysik , die er vorschlug. Die bekanntesten dieser Experimente erschienen 1978 und 1984. Ziel dieser Experimente ist es herauszufinden, ob Licht im Doppelspaltexperiment die experimentelle Anordnung , durch die es sich ausbreitet, gewissermaßen „erfasst“ und sein Verhalten anpasst, indem es einen geeigneten deterministischen Zustand annimmt, oder ob es in einem undeterminierten Zustand verbleibt – weder Welle noch Teilchen – und auf die „Fragen“ der experimentellen Anordnung entweder wellen- oder teilchenkonform reagiert. ^{[ 80 ]}

Zu Wheelers Doktoranden zählten Jacob Bekenstein , Hugh Everett , Peter Putnam, ^{[ 81 ]} John R. Klauder , Charles Misner , William Unruh , Robert M. Wald , Katharine Way , Arthur Wightman [ ^{12 ] [ 82 ] sowie} die Nobelpreisträger Richard Feynman und Kip Thorne . ^{[ 83 ] [ 84 ] Wheeler legte großen Wert auf die Lehre und unterrichtete weiterhin Physik für Studienanfänger und -anfänger im zweiten Studienjahr, wobei er die Bedeutung der frühen Einbindung der} Studierenden in ihr Studium betonte. Mehrere seiner betreuten Studenten, darunter Christopher Fuchs , ^{[ 85 ] [ 86 ]} James Hartle [ ^{87 ] und} Daniel Holz [ ^{88 ]} , machten später ebenfalls bedeutende Karrieren in der Physik. In Princeton betreute er 46 Doktoranden – mehr als jeder andere Physikprofessor. ^{[ 89 ]} Wheeler verfasste einen unterstützenden Übersichtsartikel, um Hugh Everetts Arbeit zu fördern, schrieb an Niels Bohr und traf sich mit ihm in Kopenhagen, um dessen Zustimmung zu Everetts Ansatz zu gewinnen, und setzte sich auch nach Bohrs Ablehnung weiterhin für Everett ein. ^{[ 90 ] [ 91 ]} Zusammen mit Kent Harrison, Kip Thorne und Masami Wakano schrieb Wheeler „Gravitation Theory and Gravitational Collapse “ (1965). Dies führte zu dem umfangreichen Lehrbuch zur allgemeinen Relativitätstheorie „Gravitation“ (1973), das er gemeinsam mit Misner und Thorne verfasste. Sein rechtzeitiges Erscheinen während der Blütezeit der allgemeinen Relativitätstheorie und seine umfassende Darstellung machten es zu einem einflussreichen Lehrbuch für eine ganze Generation. ^{[ 92 ]} Wheeler und Edwin F. Taylor schrieben „Spacetime Physics“ (1966) und „Scouting Black Holes“ (1996).

In Anspielung auf Wheelers „Masse ohne Masse“ trug die Festschrift zu seinem 60. Geburtstag den Titel „ Magie ohne Magie: John Archibald Wheeler: Eine Sammlung von Essays zu Ehren seines 60. Geburtstags “ (1972). Sein Schreibstil inspirierte auch Parodien, darunter eine von „John Archibald Wyler“, die liebevoll in einer Fachzeitschrift für Relativitätstheorie veröffentlicht wurde. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

Wheeler spekulierte, dass die Realität von Beobachtern im Universum erschaffen wird. „Wie kann etwas aus dem Nichts entstehen?“, fragte er mit Blick auf die Existenz von Raum und Zeit. ^{[ 95 ] [ 96 ] [ 81 ]} Er prägte außerdem den Begriff „Partizipatorisches Anthropisches Prinzip“ (PAP), eine Variante eines starken anthropischen Prinzips . ^{[ 97 ]}

Bei der Entwicklung des partizipatorischen anthropischen Prinzips, einer Interpretation der Quantenmechanik , nutzte Wheeler eine Variante der Zwanzig Fragen , die sogenannten Negativen Zwanzig Fragen, um zu zeigen, wie die Fragen, die wir über das Universum stellen, die Antworten beeinflussen können. In dieser Variante wählt der Befragte kein bestimmtes Objekt im Voraus, sondern nur ein Muster von „Ja“- oder „Nein“-Antworten. Diese Variante erfordert, dass der Befragte auf aufeinanderfolgende Fragen konsistente Antworten gibt, sodass jede Antwort als logisch mit allen vorherigen vereinbar angesehen werden kann. Auf diese Weise schränken aufeinanderfolgende Fragen die Optionen ein, bis sich der Fragesteller auf ein bestimmtes Objekt festlegt. Wheelers Theorie besagte, dass das Bewusstsein in analoger Weise eine Rolle bei der Entstehung des Universums spielen könnte. ^{[ 98 ]}

Aus einem Transkript eines Radiointerviews zum Thema „Das anthropische Universum“:

Wheeler: Wir wirken an der Entstehung nicht nur des Nahen und Hier, sondern auch des Fernen und Vorzeitlichen mit. In diesem Sinne wirken wir an der Entstehung von etwas im Universum in der fernen Vergangenheit mit. Und wenn wir eine Erklärung für die Geschehnisse in der fernen Vergangenheit haben, warum sollten wir weitere benötigen? Martin Redfern: Viele stimmen John Wheeler nicht zu, aber wenn er Recht hat, dann sind wir und vermutlich andere bewusste Beobachter im gesamten Universum die Schöpfer – oder zumindest die Geister, die das Universum manifestieren. ^{[ 99 ]}

1990 schlug Wheeler vor, dass die Physik auf der kleinsten Skala binär ist. Die zur Beschreibung des Universums benötigte Informationsmenge ist nicht unendlich, sondern letztlich auf binäre Entscheidungen beschränkt. ^{[ 100 ]}

Gemäß diesem „Es aus Bit“-Konzept sind alle physikalischen Dinge informationstheoretischen Ursprungs:

Wheeler: Es aus Bit. Anders ausgedrückt: Jedes „ Es“ – jedes Teilchen, jedes Kraftfeld, ja selbst das Raum-Zeit-Kontinuum – leitet seine Funktion, seine Bedeutung, seine Existenz vollständig – wenn auch in manchen Kontexten indirekt – von den durch Messgeräte hervorgerufenen Antworten auf Ja/Nein-Fragen, binäre Entscheidungen, Bits ab. „ Es aus Bit“ symbolisiert die Idee, dass jedes Element der physischen Welt im Grunde – in den meisten Fällen auf einer sehr tiefen Ebene – einen immateriellen Ursprung und eine immaterielle Erklärung hat; das, was wir Realität nennen, entsteht letztlich aus dem Stellen von Ja/Nein-Fragen und der Registrierung der durch Messgeräte hervorgerufenen Reaktionen; kurzum, dass alle physischen Dinge informationstheoretischen Ursprungs sind und dass dies ein partizipatorisches Universum ist . ^{[ 101 ]}

Die Vorstellung, dass Information fundamentaler ist als die Materie, die die Information transportiert, hat sich nach und nach zu einem zentralen Konzept in der Physik entwickelt. ^{[ 102 ]}

1979 wandte sich Wheeler an die American Association for the Advancement of Science (AAAS) und forderte den Ausschluss der Parapsychologie , die zehn Jahre zuvor auf Antrag von Margaret Mead aufgenommen worden war . Er bezeichnete sie als Pseudowissenschaft [ ^{103 ] und erklärte, er lehne ernsthafte Forschung zu diesen Fragen nicht ab, doch die „Legitimität“ einer AAAS-Mitgliedschaft solle so lange vorbehalten bleiben ,} bis überzeugende Tests zumindest einiger sogenannter Psi-Effekte erbracht seien ^{[ 104 ]} . In der anschließenden Fragerunde zu seinem Vortrag „Nicht das Bewusstsein, sondern die Unterscheidung zwischen Sonde und Sonde als zentral für den elementaren quantenmechanischen Akt der Beobachtung“ behauptete Wheeler fälschlicherweise, J. B. Rhine habe als Student Betrug begangen, wofür er sich in einem späteren Brief an die Zeitschrift Science entschuldigte ^{[ 105 ]} . Sein Antrag wurde abgelehnt, und die Parapsychological Association blieb Mitglied der AAAS ^{[ 104 ] .}

72 Jahre lang war Wheeler mit Janette Hegner, einer Lehrerin und Sozialarbeiterin, verheiratet. Sie verlobten sich bei ihrem dritten Date, beschlossen aber, die Hochzeit bis zu seiner Rückkehr aus Europa zu verschieben. Sie heirateten am 10. Juni 1935, fünf Tage nach seiner Rückkehr. ^{[ 106 ]} Während der Weltwirtschaftskrise war es schwierig, eine Anstellung zu finden . Arthur Ruark bot Wheeler eine Stelle als Assistenzprofessor an der University of North Carolina in Chapel Hill mit einem Jahresgehalt von 2.300 US-Dollar an, was weniger war als die 2.400 US-Dollar, die Janette für ihre Lehrtätigkeit an der Rye Country Day School angeboten wurden . ^{[ 107 ] [ 17 ]} Sie hatten drei Kinder. ^{[ 18 ]}

Wheeler und Hegner gehörten zu den Gründungsmitgliedern der Unitarian Church of Princeton, und sie initiierte die „Friends of the Princeton Public Library“ . ^{[ 108 ]} In ihren späteren Jahren begleitete Hegner ihn auf Forschungsaufenthalten in Frankreich, Los Alamos, New Mexico, den Niederlanden und Japan. ^{[ 108 ]} Hegner starb im Oktober 2007 im Alter von 96 Jahren. ^{[ 109 ] [ 110 ]}

Wheeler erhielt zahlreiche Preise und Auszeichnungen, darunter 1966 den Golden Plate Award der American Academy of Achievement ^{[ 111 ]} , den Enrico-Fermi-Preis 1968, die Franklin-Medaille 1969, den Einstein-Preis 1969, die National Medal of Science 1971, die Niels-Bohr-Goldmedaille 1982, die Oersted-Medaille 1983, den J.-Robert-Oppenheimer-Gedächtnispreis 1984 und den Wolf-Preis 1997 ^{[ 78 ].} Er war Mitglied der American Philosophical Society , der Royal Academy , der Accademia Nazionale dei Lincei und der Century Association . Er erhielt Ehrendoktorwürden von 18 verschiedenen Institutionen. Im Jahr 2001 stiftete die Princeton University drei Millionen US-Dollar zur Einrichtung der John-Archibald-Wheeler/Battelle-Professur für Physik. ^{[ 18 ]} Nach seinem Tod benannte die Universität von Texas den John A. Wheeler Lecture Hall zu seinen Ehren. ^{[ 78 ]}

Am 13. April 2008 starb Wheeler im Alter von 96 Jahren in Hightstown, New Jersey, an einer Lungenentzündung . ^{[ 1 ]}

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• Wheeler, John Archibald; Ford, Kenneth (1998). Geonen, Schwarze Löcher und Quantenschaum: Ein Leben in der Physik . New York: W. W. Norton & Co. ISBN 0-393-04642-7Die

• Eine Sammlung der veröffentlichten und unveröffentlichten Werke von John Archibald Wheeler
• Wheelers klassisches Experiment mit verzögerter Wahl

Biografische Memoiren

• Wheeler – Biografische Geschichten. Archiviert am 17. April 2019 in der Wayback Machine .
• John Archibald Wheeler: Eine Studie über Mentoring in der modernen Physik
• Kip S. Thorne, „John A. Wheeler“, Biographische Memoiren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2019)
• Cosmic Search Band 1 Nr. 4, FORUM: John A. Wheeler

Interviews

• Audio-Interview mit John Wheeler von Stéphane Groueff aus dem Jahr 1965 , Voices of the Manhattan Project
• Transkript eines Interviews zur mündlichen Geschichte mit John Archibald Wheeler, 5. April 1967, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives, abrufbar in der Wayback Machine (archiviert am 1. Oktober 2013)
• Audio-Interview mit John Wheeler von S.L. Sanger, 1986 , Voices of the Manhattan Project
• Transkript eines Interviews zur mündlichen Geschichte mit John Archibald Wheeler, 6. Dezember 1993, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives, abrufbar über die Wayback Machine (archiviert am 10. Dezember 2014)
• John Wheeler erzählt seine Lebensgeschichte auf Web of Stories